Qu'est-ce qu'une matrice d'estampage ?

La plupart des matrices d'emboutissage sont des outils de haute précision. Fabriquées en acier tranchant pour plus de durabilité et de précision, elles sont disponibles dans une grande variété de procédés d'emboutissage de tôle. Elles sont utilisées dans la plupart des secteurs, tels que l'automobile, l'aéronautique, l'électronique, les biens de consommation et l'électroménager.

Dans cet article, nous décrirons ce qu'est une matrice d'estampage, son fonctionnement, ses différents types et ses utilisations.

Qu'est-ce qu'une matrice d'estampage ?

Lorsqu'on travaille le métal ou qu'on fabrique des pièces, les matrices d'emboutissage sont des outils spécialisés utilisés pour découper, façonner ou mouler des tôles ou d'autres matériaux en formes simples ou complexes. Elles jouent un rôle essentiel dans le processus d'emboutissage, qui consiste à utiliser un outil en deux parties pour appliquer une pression sur une tôle, usiner la forme souhaitée, puis extraire la tôle.

Il existe de nombreux types d'outils d'emboutissage, chacun conçu pour une tâche spécifique. Le découpage en pièces plates, appelé « ébauches », en est un exemple. La forme souhaitée est conservée, tandis que les chutes autour de l'ébauche sont éliminées. Une matrice de perçage, quant à elle, perce des trous ou des espaces dans le matériau. Les matrices de pliage, quant à elles, courbent le matériau en ligne droite ou courbe, créant ainsi des angles, des plis ou des courbures.

Comment fonctionne le processus d'utilisation d'une matrice d'estampage ?

La fabrication d'un ensemble d'outils d'emboutissage constitue la première étape du processus d'emboutissage. Ces outils sont constitués d'une matrice mâle (ou poinçon) et d'une matrice femelle (ou moule) séparées. Le poinçon est situé en haut et la matrice en bas. La tôle ou la bobine à presser est placée dans le chargeur de la presse. Il est nécessaire de perforer le matériau afin de percer des trous ou de retirer certaines formes.

Lorsque le poinçon pénètre dans la matrice, il découpe la forme souhaitée. Le reste du matériau est laissé brut (poinçonné) ou perforé (perforé). L'organisation du matériau reprend alors. Pliez ou moulez le matériau à la forme souhaitée, en créant des courbes, des angles ou des contours complexes (si la pièce présente un contour 3D).

Si la pièce présente une forme tridimensionnelle plus profonde, un moule d'étirage est utilisé. C'est souvent le cas pour la fabrication de pièces cylindriques ou en forme de coupelle. Une fois le pressage terminé, le produit fini est expulsé du moule à l'aide d'une cartouche ou d'un jet d'air.

Si la pièce nécessite plusieurs étapes de moulage et d'emboutissage, celles-ci peuvent être combinées dans un seul outil à plusieurs postes. À chaque étape, la pièce se déplace le long des axes de positionnement. Les pièces embouties peuvent être soumises à des contrôles qualité afin de garantir leur conformité aux normes de qualité et aux dimensions spécifiées.

Quels sont les matériaux utilisés pour les matrices d'estampage ?

Les matrices d'emboutissage sont des outils de base pour le travail des métaux. Elles sont généralement fabriquées en acier à outils par fraisage, trempe et chauffage. De plus en plus, ces outils sont désormais fabriqués en acier trempé et usinés par usinage par électroérosion (EDM). Ainsi, après l'usinage principal, toute déformation survenue pendant la trempe peut être corrigée sans meulage. Outre ces deux matériaux, d'autres sont utilisés pour la fabrication des matrices :

Acier à outils

L'acier à outils est réputé pour sa dureté et sa longévité. Il résiste aux fortes pressions et aux mouvements répétitifs et est peu sujet à l'usure. Il est donc idéal pour la production en série où précision et longévité sont essentielles.

Carbure

Le carbure, comme le diamant brut, est plus solide et plus résistant à l'usure que l'acier à outils. Il est également particulièrement adapté aux applications exigeant une précision extrême ou une résistance à l'usure. Cependant, cette dureté est plus coûteuse et fragile. C'est donc un matériau idéal pour les applications professionnelles exigeantes.

Acier rapide

L'acier rapide est le matériau de prédilection pour les matrices. Ce matériau résiste aux températures et pressions élevées des opérations d'emboutissage rapide tout en conservant son tranchant. Il est donc plus durable et résistant à la chaleur que l'acier à outils standard, ce qui le rend idéal pour les applications à grande vitesse.

Métal en poudre

Les alchimistes utilisent du métal en poudre pour créer leurs concoctions. Ces matériaux sont obtenus en mélangeant du métal en poudre et en le chauffant jusqu'à obtenir un solide. Ce procédé permet de développer des matériaux aux propriétés spécifiques pour répondre à des exigences d'emboutissage spécifiques, par exemple pour améliorer la ténacité ou la résistance à l'usure.

Acier résistant aux chocs

L'acier résistant aux chocs agit comme un amortisseur dans le monde des moules. Il résiste aux chocs et vibrations rapides et est donc idéal pour les tâches exigeant une résistance à la gravité et aux secousses. Ce matériau réduit l'usure du moule et prolonge ainsi sa durée de vie.

Acier à haute teneur en carbone et en chrome

L'acier à haute teneur en carbone et en chrome est le matériau de moulage le plus robuste. Il offre une bonne résistance à l'usure et conserve une grande précision sur le long terme. Ce matériau est idéal pour les travaux de précision exigeant une grande précision.

À quoi servent les matrices d'estampage ?

Les matrices d'emboutissage sont des outils essentiels dans l'industrie manufacturière. Elles sont utilisées de multiples façons pour façonner des tôles et d'autres matériaux en formes et pièces spécifiques. De nombreuses pièces automobiles, telles que les panneaux de carrosserie, les supports et les pièces de châssis, sont fabriquées à l'aide de matrices d'emboutissage.

Les matrices d'emboutissage sont également utilisées pour fabriquer des pièces telles que des revêtements, des composants de structure d'avion et des supports. Elles servent également à fabriquer des pièces utilitaires et décoratives pour les appareils électroménagers tels que les fours, les réfrigérateurs et les machines à laver.

Les matrices d'emboutissage sont également utilisées pour fabriquer de nombreux produits de consommation, tels que des boîtiers métalliques pour smartphones, ordinateurs portables et autres appareils électroniques, ainsi que des pièces métalliques décoratives ou utilitaires pour meubles et lampes.

Quels types de matrices d'estampage sont disponibles ?

En tant que matrice couramment utilisée dans le procédé d'emboutissage de précision des métaux, il existe de nombreux types différents.

Matrices simples

Les matrices simples ne peuvent effectuer qu'une seule opération, comme la découpe ou le formage. Elles conviennent donc aux tâches simples qui ne nécessitent qu'une seule action. Efficaces et faciles d'entretien, elles sont idéales pour la production en série de pièces de base. Leur simplicité est un atout majeur : elles sont donc indispensables dans tout atelier d'emboutissage de métaux.

matrices composées

Elles peuvent effectuer plusieurs tâches simultanément, comme découper et poinçonner simultanément. Ces matrices sont idéales pour les articles nécessitant plusieurs opérations précises, mais sans traitement par étapes. Comme elles ne nécessitent pas de déplacer les pièces entre les opérations, elles permettent de gagner du temps et de maintenir l'alignement et la précision.

matrices progressives

Les matrices progressives sont constituées d'une série de postes. Au fur et à mesure que le métal traverse la matrice, chaque poste effectue une opération différente. Chaque poste s'appuie sur le travail du poste précédent pour former des pièces plus complexes. Les matrices progressives constituent le moyen le plus efficace de fabriquer des pièces complexes, notamment en grande série. Elles sont soigneusement conçues pour produire un produit final exceptionnel.

matrices de transfert

Les outils de transfert fonctionnent différemment des autres outils. Ils déplacent la pièce d'un poste à l'autre. Les outils progressifs, quant à eux, maintiennent la pièce en place sur une bande métallique. Les outils de transfert sont donc idéaux pour les pièces volumineuses et complexes nécessitant plusieurs opérations. Ils peuvent traiter des composants de plus grande taille et offrent une polyvalence inégalée.

Matrices multiples

Les matrices multiples offrent un niveau de personnalisation et de productivité optimal. Elles sont constituées d'un ensemble de matrices différentes. Chaque matrice est conçue pour une opération spécifique et est placée en séquence. Il peut s'agir de matrices simples, composées ou même progressives. Ensemble, ces matrices produisent une variété de pièces ou différentes caractéristiques d'une même pièce. Cette configuration est donc idéale pour les assemblages complexes ou la production simultanée de grandes quantités de pièces.

Quelles sont les deux opérations de base d’une matrice d’emboutissage ?

Formation

Lorsqu'un outil d'emboutissage est utilisé pour le formage, une feuille de métal ou d'un autre matériau est remodelée selon la forme ou le contour tridimensionnel souhaité. Parmi les opérations réalisables, on peut citer : le sertissage, le bordage, le pliage, l'étirage, la torsion et le cintrage.

Lorsque le pliage est réalisé à l'aide d'une matrice d'emboutissage, le matériau doit être plié. Pour les formes plus complexes, le pliage peut être réalisé en plusieurs étapes. L'emboutissage profond ou superficiel est une méthode permettant de réaliser une forme tridimensionnelle, superficielle ou profonde, à partir d'une pièce de matériau plane par étirage et moulage. Un dessin, un motif ou une désignation en relief ou en creux à la surface d'un matériau est appelé gaufrage.

Un ensemble de matrices de gaufrage comprend une matrice mâle et une matrice femelle avec le motif souhaité, et le matériau est pressé entre les matrices. Le gaufrage est une méthode très précise permettant de mouler des matériaux avec des contours très serrés, des surfaces lisses et des arêtes vives.

Lors du bordage, un bord continu, relevé ou abaissé, est formé autour du bord de la pièce. Le pliage tord et courbe les bords d'une pièce pour la rendre plus rigide ou plus esthétique. Comme le traçage superficiel, l'étirage consiste à presser le matériau en stries pour le durcir. Le sertissage est une méthode de pliage ou d'enroulement des bords d'une pièce. Cette méthode est utilisée pour la fabrication d'objets tels que des pots, des tuyaux et des tonneaux.

Un ensemble de moules différent est nécessaire pour chaque type de travail. Un contrôle précis de l'épaisseur du matériau, du jeu entre les poinçons et les matrices, ainsi que de la lubrification, est également nécessaire pour obtenir les résultats souhaités.

Coupe

Lors de la découpe à l'aide d'une matrice d'emboutissage, certaines formes ou parties de la tôle sont retirées. Ces étapes sont essentielles pour la fabrication de pièces de précision aux bords lisses. Parmi les procédés de découpe utilisés, on trouve le poinçonnage, le rainurage, le détourage, le cisaillage, le refendage et le perçage.

Le poinçonnage consiste à découper une pièce plate, une tôle ou un flan, à partir d'une plaque. Une matrice est composée d'un poinçon plat et d'une matrice. L'utilisation de ces deux outils pour percer des trous ou créer des espaces dans le matériau est appelée perforation. Le poinçon présente généralement une surface biseautée, de sorte que l'entaille est réalisée d'un point à un point légèrement plus éloigné.

Lors de la réalisation d'une entaille, une petite découpe en V ou en U est réalisée dans le matériau. Cette opération est réalisée à l'aide d'un poinçon à angle et sert souvent à créer des languettes ou des trous facilitant l'assemblage. L'ébarbage consiste à découper l'excédent de matériau sur les bords d'une pièce pour lui donner la forme finale souhaitée. Lors du cisaillage, les découpes sont effectuées en ligne droite pour réduire la taille de la pièce.

La découpe consiste à réaliser des entailles ou des trous localisés dans le matériau. Elle est utilisée pour fabriquer des languettes ou des charnières pour des pièces telles que des couvercles ou des capsules. Le refendage consiste à réaliser de longues coupes droites dans le matériau afin de fabriquer des bandes ou des bandes plus fines. On utilise généralement des cisailles mécaniques, mais la méthode de la lame linéaire circulaire peut également être utilisée. Les opérations de perforation créent des motifs de petits trous ou perforations dans le matériau, représentant des sous-variantes de perforations.

Comment choisir un service de matrices d'estampage ?

Choisir un service d'emboutissage est un choix crucial qui peut avoir un impact significatif sur la qualité et l'efficacité du processus de production. Vous pouvez être sûr d'avoir fait le bon choix si vous respectez des normes élevées dans la plupart, voire la totalité, des domaines suivants : expérience, connaissance des matériaux, contrôle qualité, technologie et installations, prix et communication.

Recherchez une entreprise de services possédant des années d'expérience dans la conception et la fabrication de matrices d'emboutissage. Pour obtenir le service le mieux adapté à vos besoins, vérifiez si le prestataire possède de l'expérience dans votre domaine. Renseignez-vous sur la manière dont l'entreprise vérifie la qualité de son travail.

Assurez-vous qu'ils répondent aux exigences d'un système de gestion de la qualité reconnu et adapté à votre organisation. Vérifiez la technologie et les compétences du prestataire pour vous assurer qu'il peut répondre à vos besoins. Si les produits que vous souhaitez utiliser sont complexes ou peu courants, assurez-vous que le prestataire sait les utiliser.

Tenez compte du nombre de produits que le prestataire peut produire et du délai de livraison. Demandez des devis et des informations détaillés à plusieurs prestataires pour obtenir le meilleur prix. Demandez des témoignages et des avis de clients réguliers ou de personnes que vous connaissez dans le secteur.

Il est important de pouvoir communiquer clairement tout au long du processus de fabrication des moules. Les premiers signes d'une mauvaise communication peuvent engendrer des problèmes. Si vos besoins de production évoluent au fil du temps, il est essentiel de veiller à ce que votre prestataire soit en mesure d'évoluer et de croître.

Quand utiliser des matrices d'estampage ?

Différents types de matrices d'estampage sont utilisés à des fins différentes, et quand et comment ils sont utilisés dépendent des éléments suivants :

• Lorsqu'un grand nombre de pièces ou de composants doivent être fabriqués, le prix initial de l'outil n'est important que si le volume de production est faible.
• Lorsque la précision et la cohérence sont importantes.
• Ils sont polyvalents et peuvent être utilisés pour fabriquer des pièces présentant une variété de caractéristiques, telles que des formes et des motifs complexes.
• Les matrices d'emboutissage conviennent aux métaux, à l'acier et laiton, tous d'épaisseur moyenne à épaisse. Les matrices d'emboutissage permettent de découper, de cintrer et de façonner avec précision des matériaux plus épais, mais l'épaisseur maximale dépend de la résistance de la presse d'emboutissage et des caractéristiques du matériau.
• Lorsque vous devez produire des pièces rapidement, de manière économique et rentable.
• Lorsque des travaux supplémentaires tels que le pliage, le filetage ou le soudage sont nécessaires, le traitement par matrice d'emboutissage peut être ajouté à un processus de fabrication en plusieurs étapes.

Quelles sont les applications de l'usinage par emboutissage ?

L'usinage de précision des métaux est utilisé dans une grande variété d'applications, de sorte que les outils d'emboutissage peuvent être utilisés dans de nombreux domaines différents.

• Dans l'industrie automobile, il est utilisé pour fabriquer des panneaux de carrosserie, des pièces de châssis, des clips, des supports et d'autres pièces.
• Dans l'industrie aéronautique, les outils d'emboutissage sont utilisés pour fabriquer des pièces structurelles, des pièces de moteur, des revêtements/surfaces de contrôle et des pièces intérieures.
• Il est utilisé pour fabriquer des pièces électriques telles que des plaques d'interrupteur, des connecteurs et des bornes.
• De nombreuses pièces estampées, telles que des panneaux, des supports et des charnières, peuvent être trouvées dans les appareils électroménagers tels que les machines à laver, les congélateurs et les fours.
• Les pièces estampées sont également utilisées dans la fabrication de gadgets et d’appareils médicaux tels que des instruments chirurgicaux, des implants et des outils de diagnostic.
• Les matrices d'emboutissage sont utilisées pour fabriquer de petites pièces, des attaches, des clips et des composants structurels pour l'industrie de la construction.

Quels sont les avantages des matrices d’estampage ?

L'utilisation d'outils d'emboutissage présente de nombreux avantages importants, à condition que la forme et la conception de la pièce répondent aux exigences du procédé. Les avantages suivants sont associés à cette famille de procédés :

• Haute précision et cohérence
• Vitesses de production élevées
• De grandes quantités de pièces peuvent être produites à faible coût
• Haute efficacité matérielle
• Versatilité
• Géométries complexes
• Haute résistance et longue durée de vie des pièces
• Capacité de croissance
• Facilité des opérations secondaires
• Facilité de vérification de la qualité du produit

Quels sont les inconvénients des matrices d’estampage ?

L'emboutissage présente de nombreux avantages, mais il existe certains problèmes et limitations dont vous devez être conscient :

• Le coût initial élevé de fabrication du moule
• Délai de fabrication des moules long
• Épaisseur de matériau limitée
• Limitations dans le choix des matériaux.
• La complexité pousse les contraintes de conception à leurs limites
• Temps d'installation
• Entretien et usure
• Limitations de taille des pièces

Quelle est la différence entre les matrices d'estampage et l'estampage progressif ?

En emboutissage, les outils utilisés sont des matrices d'emboutissage. Cependant, l'emboutissage progressif est une méthode utilisée pour fabriquer des pièces plus complexes. Il s'agit d'un processus en plusieurs étapes. Une matrice d'emboutissage est un outil simple qui découpe, façonne ou forme une pièce ou un élément à la fois.

La méthode d'emboutissage progressif est plus avancée et automatisée que les opérations d'emboutissage traditionnel. Un outil multiposte est utilisé et permet de réaliser plusieurs opérations en un seul emboutissage. Chaque point de l'outil effectue une tâche spécifique, comme la découpe, le formage ou le perçage.

Lors de l'emboutissage progressif, la matière est placée dans l'outil et, au fur et à mesure de son déplacement, chaque poste réalise sa propre tâche dans le bon ordre. Cela permet d'emboutir simultanément de nombreux éléments ou pièces. L'emboutissage progressif permet de produire des pièces aux formes complexes et aux nombreuses caractéristiques.

Conclusion

Cet article présente les concepts de base, les principes de fonctionnement et les différents types d'outils d'emboutissage. Il aborde également leurs applications importantes en industrie manufacturière. L'importance des outils d'emboutissage pour la fabrication de pièces métalliques de haute précision est soulignée.

En tant que fournisseur professionnel de pièces métalliques, Yonglihao Machinery a fourni de nombreux solutions d'estampage de haute qualité Grâce à sa technologie de pointe et à sa riche expérience, nous avons acquis une reconnaissance unanime de nos clients. Pour toute question concernant les moules d'emboutissage, n'hésitez pas à contacter nos ingénieurs.